基于風(fēng)險控制的油氣鉆井作業(yè)變更管理探討

劉 蒸

（大慶油田大慶鉆探工程公司鉆井三公司，黑龍江大慶163000）

鉆井作業(yè)是進(jìn)行石油探測和開采的最重要的技術(shù)手段之一，由于工作環(huán)境的復(fù)雜性和未知性，使得鉆井作業(yè)過程容易產(chǎn)生眾多的突發(fā)事件，甚至?xí)葑兂蔀榘踩a(chǎn)風(fēng)險。鉆井作業(yè)是一項系統(tǒng)化的工程，需要綜合考慮多方面的因素。鉆井作業(yè)對于地質(zhì)條件、技術(shù)裝備、人才隊伍和管理方式都有著較高的要求，由于鉆井作業(yè)的環(huán)境充滿了多變性，一旦出現(xiàn)意外事件，現(xiàn)場作業(yè)的設(shè)備和人員無法滿足作業(yè)要求，就可能會造成難以預(yù)估的風(fēng)險，如不能及時進(jìn)行處理，甚至?xí)l(fā)重大的安全生產(chǎn)事故。所以，在實(shí)施作業(yè)變更以前，需要進(jìn)行一次全面的評估，從而對變更過程中可能出現(xiàn)的風(fēng)險進(jìn)行全面管控，目的是避免由于變更出現(xiàn)的安全事故。

1 鉆井作業(yè)風(fēng)險識別

鉆井作業(yè)風(fēng)險識別是在施工前對可能出現(xiàn)的意外事件進(jìn)行提前預(yù)估，并制定相應(yīng)的應(yīng)對措施，避免由于意外事件發(fā)生而造成的人員傷亡、財產(chǎn)損失、環(huán)境惡化，影響社會穩(wěn)定。風(fēng)險識別的范圍包括整個施工過程和與施工過程相關(guān)的全部領(lǐng)域。

風(fēng)險識別采用的最廣泛的方法是蝴蝶結(jié)(Bow-Tie)分析法，因其分析模型的圖案和蝴蝶結(jié)形狀相似，故以此命名。該分析體法明確的描述了不同事故與發(fā)生原因、事故后果、預(yù)防措施的一一對應(yīng)關(guān)系(圖1)，該方法的優(yōu)勢在于能夠?qū)⑹鹿试蚝褪鹿屎蠊麑?shí)現(xiàn)有機(jī)串聯(lián)。從圖1中可以看出，控制屏障、恢復(fù)屏障是模型中的重要因素?？刂破琳系淖饔檬遣扇∫欢ǖ谋Ｗo(hù)措施，降低事故發(fā)生的可能性，恢復(fù)屏障的作用是當(dāng)事故發(fā)生以后，通過采取的措施降低事故造成的危害。

圖1 鉆井作業(yè)危害因素分析(蝴蝶結(jié)模型)

為了防止鉆井過程中出現(xiàn)井噴失控、卡鉆等意外事件。一旦發(fā)展鉆井事故，需要及時實(shí)施應(yīng)急預(yù)案，避免事故造成更大的損失，常見采取的應(yīng)對措施包括提高鉆井液性能、規(guī)范操作流程以及加強(qiáng)現(xiàn)場觀察等，通過管控避免事故造成更嚴(yán)重的后果。一旦鉆井施工現(xiàn)場出現(xiàn)井噴失控、爆炸等重大事故，則需要立即啟動消防系統(tǒng)，及時控制住火情，防止爆炸的進(jìn)一步擴(kuò)大化，造成更嚴(yán)重的后果。當(dāng)應(yīng)急處理措施實(shí)施完畢后，現(xiàn)場火情仍無法有效控制，則必須立即組織現(xiàn)場工作人員疏散，并切斷井下管柱，啟動防噴裝置，最大限度地降低危害，避免人員傷亡[1]。

通過對蝴蝶結(jié)模型進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，恢復(fù)屏障的功能是當(dāng)井場出現(xiàn)事故以后實(shí)施保護(hù)?；謴?fù)屏障啟動的數(shù)量一定程度上代表了事故的嚴(yán)重等級。

2 鉆井作業(yè)變更類型

鉆井作業(yè)變更類型有三類：生產(chǎn)工藝變更、設(shè)備設(shè)施變更和管理變更。其中，生產(chǎn)工藝變更的主要內(nèi)容是應(yīng)用新技術(shù)、改變工藝參數(shù)、采用新材料或者變更施工方案等等，生產(chǎn)工藝變更主要由工程技術(shù)管理部門負(fù)責(zé)。設(shè)備變更的主要內(nèi)容是對老舊的設(shè)備進(jìn)行改造升級、新設(shè)備的添加、或者對固定位置的設(shè)備進(jìn)行位置的變更等，設(shè)備變更主要由裝備管理部門負(fù)責(zé)。管理變更主要涉及到現(xiàn)場工作人員的數(shù)量、工作人員的組織、勞動工作制等多個方面，管理變更主要由人力資源部門負(fù)責(zé)。

通常在變更的實(shí)施過程中，每次變更都會涉及到多種變更類型。根據(jù)鉆井公司在2020年3月份所提交的關(guān)于此井下一階段計劃的討論會上的記錄，對該井進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整，改變靶點(diǎn)參數(shù)，三開旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向施工井段縮短為418m，并重新編寫施工設(shè)計，這屬于生產(chǎn)工藝變更。此外，由于設(shè)計的變更，現(xiàn)場施工對技術(shù)人員的需求提升，所以鉆井公司在鉆井現(xiàn)場增加了兩名技術(shù)人員以保證現(xiàn)場施工的順利進(jìn)行，同時對現(xiàn)場人員的工作制度進(jìn)行了調(diào)整，又實(shí)施了管理變更。

3 鉆井作業(yè)變更管理流程

變更等級分為一般、較大和重大變更分級管理，但是并非是一般變更就代表著風(fēng)險較低。所以，在實(shí)施變更過程中，要嚴(yán)格按照變更管理流程規(guī)范操作。

3.1 變更申請

變更申請前，申請單位應(yīng)對申請的事項進(jìn)行明確的界定，確定申請的事項確屬于變更以后，仔細(xì)核對申請變更的原因、變更申請的目標(biāo)以及變更等級，核實(shí)完畢之后，正式提出變更申請。變更申請需要對變更中的新材料、工藝、技術(shù)的使用進(jìn)行特別的標(biāo)注和說明，例如首次先導(dǎo)應(yīng)用的連續(xù)油管側(cè)鉆技術(shù)、臨時更換進(jìn)口套管等。

變更申請前需要進(jìn)行全面的評估，避免出現(xiàn)隨意變更的現(xiàn)象。同時要把握變更原則，首先要確保應(yīng)變盡變，其次要盡量減少變更。在進(jìn)行變更等級確定時，需要以關(guān)鍵安全因素、危險程度、重要性三個指標(biāo)作為參考。下面就生產(chǎn)工藝變更等級的確定過程進(jìn)行分析(表1、表2)。

表1 生產(chǎn)工藝變更等級評估表

表2 生產(chǎn)工藝變更等級判定表

3.2 變更風(fēng)險評估

變更申請單位應(yīng)該成立專門的工作小組，由專門的工作小組對變更的內(nèi)容進(jìn)行仔細(xì)的審核并進(jìn)行風(fēng)險的評判，根據(jù)變更內(nèi)容預(yù)計實(shí)施過程中可能出現(xiàn)的風(fēng)險以及應(yīng)對風(fēng)險的措施，確定風(fēng)險造成的后果是否在可接受范圍內(nèi)。風(fēng)險評估方法的制定需要結(jié)合施工區(qū)域的地質(zhì)情況，一般從下述的方法中選取一個：作業(yè)安全分析(JSA)、安全檢查表法(JCL)、蝴蝶結(jié)分析、貝葉斯網(wǎng)絡(luò)等。

經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前風(fēng)險評估方法中主要研究的是客觀因素導(dǎo)致的風(fēng)險，例如技術(shù)手段、裝備等因素造成的安全隱患，對人員操作的規(guī)范性造成的安全隱患研究較少。在實(shí)際的風(fēng)險評估過程中，往往會由于錯誤地使用風(fēng)險評估工具、風(fēng)險評估人員的水平不足，造成不能正確地對風(fēng)險進(jìn)行評估，從而影響風(fēng)險應(yīng)對措施的制定。

3.3 變更審批

制定規(guī)范的變更審批程序，明確不同等級的變更所對應(yīng)的審批人層級。一般變更僅需要現(xiàn)場施工負(fù)責(zé)人確認(rèn)之后進(jìn)行變更，較大變更需要將變更方案提交給主管部門，由主管部門審核批準(zhǔn)，重大變更則需要企業(yè)負(fù)責(zé)人審批。變更審批人在審批前應(yīng)對變更方案進(jìn)行全面的審核，首先對風(fēng)險變更的等級進(jìn)行確認(rèn)，在現(xiàn)場調(diào)研后確認(rèn)變更方案中風(fēng)險防控措施的有效性，確認(rèn)變更方案符合要求后方可審核通過。

3.4 變更實(shí)施

正式實(shí)施變更前，變更申請單位需要將變更的內(nèi)容告知技術(shù)人員，并組織對技術(shù)人員的培訓(xùn)。培訓(xùn)的內(nèi)容應(yīng)該包括對變更后的風(fēng)險的預(yù)估、變更后的方案實(shí)施辦法以及應(yīng)急措施。培訓(xùn)的最重要目的是向施工人員告知變更，施工人員需要明確變更后的風(fēng)險，同時掌握了變更后的風(fēng)險應(yīng)對措施后才能繼續(xù)施工。方案變更后，所有的施工內(nèi)容和施工標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)嚴(yán)格遵循新的內(nèi)容和范圍，強(qiáng)化施工的風(fēng)險管控。

同時，在正式變更實(shí)施前，變更申請單位還需要進(jìn)行條件審核，確定當(dāng)前條件是否滿足變更后的施工要求：即是否對工作人員完成相關(guān)培訓(xùn)、是否向涉及到的單位充分告知變更情況，同時在系統(tǒng)中對變更涉及到的操作規(guī)程的變更、技術(shù)文件的修訂等信息進(jìn)行修訂和備案。

3.5 變更關(guān)閉

變更實(shí)施完成之后，變更審批單位需要對變更后實(shí)際的實(shí)施效果進(jìn)行考核和評估?？己说膬?nèi)容為實(shí)際施工是否和變更計劃一致，是否達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，以及實(shí)施過程是否存在遺留問題，并針對遺留問題提出完善措施。評估的重點(diǎn)是說明變更的必要性，即用具體的參數(shù)指標(biāo)說明方案變更后節(jié)約的經(jīng)費(fèi)和能耗、或者產(chǎn)生的提升，無法提供具體指標(biāo)的，可以以同類變更舉證。

4 鉆井設(shè)計變更實(shí)例

在某油田區(qū)鉆井施工過程中，當(dāng)鉆井深度達(dá)到3758.76m 時發(fā)生壓差粘附卡鉆事故，在連續(xù)4 次的解卡操作以后仍沒有解決問題。并且在解決時，甚至發(fā)生了鉆具的變形和斷裂；由于施工區(qū)域地形變形，導(dǎo)致鉆具被卡，同時也無法進(jìn)行下一步的施工工作。所以，該井需要對鉆井設(shè)計進(jìn)行變更，重新設(shè)計，調(diào)整靶點(diǎn)參數(shù)重新鉆進(jìn)。

4.1 側(cè)鉆申請

現(xiàn)場工作人員在對施工現(xiàn)場進(jìn)行充分討論后提出側(cè)鉆申請，認(rèn)為繼續(xù)進(jìn)行鉆井沒有實(shí)際意義，所以決定放棄當(dāng)前角度的鉆井，同時采用水泥對2400m 至井深2205m 井段進(jìn)行封堵，從井深2108m 位置實(shí)施側(cè)鉆施工，鉆至原設(shè)計A靶點(diǎn)位置，然后采用直徑177.8mm水泥套管對鉆井進(jìn)行固定，再采用直徑152.4mm 鉆頭繼續(xù)鉆進(jìn)至B靶點(diǎn)完鉆。

4.2 側(cè)鉆風(fēng)險評估

變更申請單位負(fù)責(zé)人員需要對變更后的風(fēng)險進(jìn)行全面評估，對鉆眼位置和鉆井軌跡進(jìn)行重新規(guī)劃，分析井身結(jié)構(gòu)，考慮可能出現(xiàn)的風(fēng)險以及可能造成的嚴(yán)重后果，從而確定風(fēng)險等級。風(fēng)險評估的主要方法為安全檢查表法(SCL)（表3）。

表3 某井鉆井設(shè)計變更風(fēng)險評估

4.3 側(cè)鉆審批

鉆井對在提出施工意見之后，工程部需要對提出的變更材料進(jìn)行審核，同時研究原井設(shè)計和風(fēng)險控制情況，最終給出批復(fù)意見。企業(yè)相關(guān)技術(shù)人需要在實(shí)地進(jìn)行考核后判斷變更等級與事實(shí)是否一致，從而做出審批，施工隊在獲取批復(fù)后才能進(jìn)行實(shí)施。當(dāng)變更后的設(shè)計無法滿足鉆井要求，或者對地質(zhì)條件的探測出現(xiàn)偏差，需要對預(yù)案設(shè)計進(jìn)行變更時，則對地質(zhì)條件進(jìn)行重新探測，對重新修改的方案進(jìn)行審批[2]。

4.4 側(cè)鉆實(shí)施

側(cè)鉆實(shí)施只有在變更申請得到批復(fù)以后才能進(jìn)行，通過鉆眼位的的重新選取和軌跡的重新規(guī)劃，形成具體的設(shè)計方案后及逆行實(shí)施作業(yè)(圖2)。施工時，采用水泥對2400m 至井深2205m 井段進(jìn)行封堵，從井深2108m 位置實(shí)施側(cè)鉆施工，鉆至原設(shè)計A 靶點(diǎn)位置，然后再由A位置鉆進(jìn)至B點(diǎn)。

圖2 某井位調(diào)整鉆井井眼軌跡(側(cè)鉆)設(shè)計變更示意圖

4.5 側(cè)鉆驗證

鉆井隊在獲取到現(xiàn)場施工資料以后，可以召開現(xiàn)場工作會議，以獲取到的數(shù)據(jù)和歷史經(jīng)驗為參考，了解地質(zhì)條件的變化對施工工藝和其他設(shè)備負(fù)荷造成的影響，進(jìn)行施工工藝的升級和設(shè)備性能的提升，同時在面對復(fù)雜的工況條件時，需要平衡安全和效率兩者之間的平衡關(guān)系。

在變更完成后，應(yīng)該及時地將變更內(nèi)容向施工隊告知，便于施工隊及時了解變更情況以及變更后新的風(fēng)險，并組織對相關(guān)施工人員和管理人員的培訓(xùn)，評估變更后的實(shí)施效果，將側(cè)鉆變更的經(jīng)驗形成文字性材料，形成共享性材料，也可以為其他項目的實(shí)施提供借鑒和參考。

5 結(jié)論與展望

（1）蝴蝶結(jié)分析法在油氣鉆井風(fēng)險分析中效果顯著，可以將風(fēng)險類型、原因、后果、處理措施進(jìn)行有機(jī)串聯(lián)。只有在作業(yè)之前對作業(yè)過程中可能出現(xiàn)的風(fēng)險進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測、明確風(fēng)險的等級以及需要采取的應(yīng)對措施，才能在作業(yè)過程中提前預(yù)防，并提前制定合適的應(yīng)急方案，避免風(fēng)險的產(chǎn)生，或者最大限度地降低損失，也體現(xiàn)了對變更的管理水平。

（2）通過對風(fēng)險變更管理中的標(biāo)準(zhǔn)流程進(jìn)行研究，規(guī)范變更流程、選擇合適的風(fēng)險評估工具。以具體的鉆井變更實(shí)例為參考，重點(diǎn)研究了變更管理規(guī)范在實(shí)際中的應(yīng)用，考察了變更管理后的實(shí)際應(yīng)用，認(rèn)為規(guī)范化的流程變更有利于控制風(fēng)險。

（3）開發(fā)變更管理信息管理系統(tǒng)（MOC），實(shí)現(xiàn)變更過程中的數(shù)據(jù)管理，建立完善的風(fēng)險庫、等級評估表，使得風(fēng)險變更的操作流程和變更實(shí)施更加規(guī)范。通過線上變更的方式，能夠有效的保障變更的操作流程完成、同時變更數(shù)據(jù)以電子檔的形式保存，便于管理。變更管理系統(tǒng)的應(yīng)用有利于推進(jìn)變更流程的規(guī)范化，避免出現(xiàn)鉆井作業(yè)安全事故。